Nappes, trous, ligaments et gouttes
Auteur / Autrice : | Henri Lhuissier |
Direction : | Emmanuel Villermaux |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique et Physique des Fluides |
Date : | Soutenance le 16/02/2011 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille 1 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille) |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Yves Couder, Daniel Bonn, François Charru, Christophe Clanet, Hamid Kellay, Detlef Lohse |
Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Couder, Daniel Bonn |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Ce manuscrit aborde le problème de l'atomisation de films liquides à travers diverses expériences portant sur leur formation, déstabilisation et fragmentation. Une première partie identifie et décrit deux mécanismes de désintégration à l'œuvre lors de la rétractation d'un film de savon. Lorsque le film se détache sur une frontière, le bord de Plateau est entrainé et son accélération explique la déstabilisation. Lorsque le perçage a lieu au centre, le battement du film résulte de l'interaction avec l'atmosphère au repos, ce qui conduit à sa fragmentation. Une seconde étude explique le plissement singulier de certaines cloches liquides par un ressaut hydraulique à interfaces libres assurant la transition d'un écoulement supercritique vis-à-vis des ondes capillaires à un écoulement subcritique. La courbure marquée associée à cette transition conduit à une accélération centripète du liquide susceptible de déstabiliser la cloche en aval. La formation des embruns par l'intermédiaire de l'éclatement des bulles de surface est abordée dans une troisième partie. La géométrie des bulles, le mécanisme de drainage de leurs films et les événements de perçage sont étudiés afin de rendre compte de l'épaisseur de la bulle au début de l'éclatement. La dynamique ultérieure de fragmentation est détaillée conduisant à une caractérisation du spray produit. Une dernière partie étudie l'atomisation dite effervescente sur une expérience modèle : une nappe liquide plane ensemencée en fines bulles d'air favorisant la nucléation de trous. Sur la base de mesures des taux de nucléation et croissance des trous, un modèle statistique du réseau de ligaments liquides formés par la réunion des bourrelets ceinturant les trous permet un description du spray issu de la fragmentation du réseau.